Radiology：时间依赖性扩散MRI在前列腺癌显微结构定量定位中的应用

据统计，前列腺癌（PCa）是全球范围内第四大最常见的癌症，在全球癌症相关死亡的主要原因中排名第八。PCa的侵袭性由Gleason评分（GS）来表示，这对指导治疗和预测临床预后非常重要。研究表明，GS与PCa的病理特征密切相关。

多参数MRI对PCa检测具有极高的灵敏度，其中扩散MRI衍生的表观扩散系数（ADC）可以反映肿瘤的细胞性。然而，ADC只是对水扩散性的总体测量，由多种微观结构特征决定。为了精确描述PCa的病理特征，迫切需要更多的特定肿瘤微观结构的成像标志物。

多维扩散MRI的进展提高了我们通过使用不同的扩散权重（q空间）和不同的扩散时间（t空间）来探测组织微结构的能力，为PCa研究开辟了新的途径。动物研究表明，时间依赖性扩散MRI对接近甚至小于单细胞尺度的肿瘤微观病理特征很敏感，然而由于探测短扩散时间对高梯度强度的硬件要求，这一技术的临床转化一直面临挑战。

近日，发表在Radiology杂志的一项研究基于时间依赖性弥散MRI的微观结构图评估了无创描述PCa的细胞特性以及对有临床意义的PCa进行准确识别的可行性。

本研究于2019年10月至2020年8月期间对临床怀疑为PCa的男性进行了前瞻性地招募。在3.0T扫描仪上以7.5-30毫秒的等效扩散时间、用脉冲和振荡梯度扩散MRI序列获取时间依赖性扩散MRI数据。基于时间的扩散MRI的微观结构参数，包括细胞直径、细胞内体积分数、细胞度和扩散性。对不同的国际泌尿外科病理学会等级组（GG）进行了比较，并通过线性判别分析确定了其在区分有临床意义的PCa（GG>1）和无临床意义的疾病（良性和GG 1）方面的表现。拟合的微结构参数通过与组织病理学测量的相关性进行了验证。

在48名入选的男性中，随时间变化的扩散MRI测量显示，较高的GG与较高的细胞内体积分数和较高的细胞性相关（细胞内体积分数=0.22，0.36，0. 34，0.37，和0.40，分别在GG1-5；P < .001在单因素分析中），而较高的GG提示较低的细胞直径（直径=23.4，18.3，19.2，17.9，和18.5微米，分别在GG1-5；P = .002）。在所有来自时间依赖性弥散MRI的测量中，细胞性达到了最高的诊断性能，准确率为92%（48名参与者中的44名），AUC为0.96（95%CI：0.87，0.99），可将临床上有意义的PCa与临床上无意义的疾病区分开。基于时间的扩散MRI和基于病理检查的细胞内体积分数之间的正相关关系（r = 0.83；P < .001）支持微结构图。

图 良性组织和国际泌尿外科病理学会等级组（GG）1-5的前列腺组织微观结构图，包括细胞内体积分数（fin）、细胞直径、细胞度。白色轮廓线和红色箭头表示基于人工划定的病变区。在相应的T2加权（T2w）图像显示在第一列。ADC=表观扩散系数

本研究证明了基于时间扩散的MRI微结构图的诊断潜力，在临床环境中可实现前列腺癌肿瘤病理特征的无创评估。

原文出处：

Dan Wu,Kewen Jiang,Hai Li,et al.Time-Dependent Diffusion MRI for Quantitative Microstructural Mapping of Prostate Cancer.DOI:10.1148/radiol.211180